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专利号: 2020106346920
申请人: 东华理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种结合K‑means聚类的点云区域生长优化分割方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,对点云数据进行K‑means聚类,获取聚类后各对象基元的质心,将质心按高程进行排序,获取最低质心点;

S2,遍历所有对象基元,计算各个对象基元的质心与高程最低的质心之间的角度和高差,将符合高差阈值和角度阈值的质心所在的对象基元被划分为地面点,其余质心所在的对象基元划分为未生长的地物点;

S3,遍历未生长的地物对象基元,对未生长的地物对象基元进行区域生长,直到所有的对象基元都遍历完,结束生长。

2.根据权利要求1所述的结合K‑means聚类的点云区域生长优化分割方法,其特征在于,步骤S1中,获取聚类后各对象基元的质心的步骤具体包括:S11,从点云中随机选取k个点,即K‑means聚类获取初始聚类中心,将点云数据划分为k个聚类区域;

S12,计算其余点到k个聚类中心的距离,将未划分的点聚类到距离最近的聚类中心所在的聚类区域;

S13,对聚类后的各区域内的点云数据进行平均值计算,将平均值作为新的聚类中心,即更新聚类中心位置;

S14,迭代计算直到所有区域聚类中心的位置不再改变,输出划分结果,聚类结束。

3.根据权利要求1所述的结合K‑means聚类的点云区域生长优化分割方法,其特征在于,步骤S1中,采用下式计算各对象基元聚类后的质心点的坐标:式中 为 点的三维坐标, 为第 个对象基元, 为该对象基元的质心点,k为对象基元的个数。

4.根据权利要求1所述的结合K‑means聚类的点云区域生长优化分割方法,其特征在于,步骤S2具体包括:遍历所有质心,通过计算各个对象基元的质心与高程最小的质心之间的高差 和立体角度 ,设置高差阈值 和角度阈值 ,若满足条件,则符合条件的质心所在的区域都划为地面点,否则划分为未生长的地物区域,其中质心点 与最低点质心间的立体角度 ,计算公式如下式:若 大于所设角度阈值,则滤除点 ,否则保留该点。

5.根据权利要求1所述的结合K‑means聚类的点云区域生长优化分割方法,其特征在于,步骤S3具体包括:S31,获取聚类分割后的地物对象基元,遍历各个地物对象基元;

S32,针对对象基元各点采用K邻近点搜索法获取周围预设个邻近点;

S33,判断该点的邻近点所属对象基元是否与该点对象基元相同,若相同,返回步骤S32,若不相同,进行步骤S34;

S34,判断邻近点与该点的法向量夹角 是否满足阈值夹角 且邻近点距离 是否满足距离阈值 ,若同时满足,将邻近点所属对象基元与该点所属于对象基元进行生长,当前对象基元内的各点都遍历完,进行步骤S35,否则,返回步骤S33;

S35,判断所有对象基元是否遍历完,若遍历完,输出分割结果,否则返回步骤S31。